Уравнение реакции получения дигидрофосфата кальция

Спасибо! Ваша заявка отправлена, преподаватель свяжется с вами в ближайшее время.

Вы можете также связаться с преподавателем напрямую:

8(906)72 3-11-5 2

Скопируйте эту ссылку, чтобы разместить результат запроса » » на другом сайте.

Изображение вещества/реакции можно сохранить или скопировать, кликнув по нему правой кнопкой мыши.

Если вы считаете, что результат запроса » » содержит ошибку, нажмите на кнопку «Отправить».

Этим вы поможете сделать сайт лучше.

К сожалению, регистрация на сайте пока недоступна.

На сайте есть сноски двух типов:

Подсказки — помогают вспомнить определения терминов или поясняют информацию, которая может быть сложна для начинающего.

Дополнительная информация — такие сноски содержат примечания или уточнения, выходящие за рамки базовой школьной химии, нужны для углубленного изучения.

Здесь вы можете выбрать параметры отображения органических соединений.

Видео:Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать

Способ получения кислых фосфатов кальция

Владельцы патента RU 2720285:

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ получения дигидрофосфата кальция и/или гидрофосфата кальция характеризуется тем, что кислые и/или средние фосфаты натрия, или калия, или аммония в виде водного раствора с концентрацией от 1 мас.% до концентрации, отвечающей получению насыщенного при температуре 0-100°С раствора, смешиваются с раствором нитрата или хлорида кальция с концентрацией от 1 мас.% до концентрации, отвечающей получению насыщенного при температуре 0-100°С раствора, реакцию получения дигидрофосфата кальция или гидрофосфата кальция проводят при температуре 0-100°С, после завершения реакции осадок дигидрофосфата кальция и/или гидрофосфата кальция отделяется фильтрованием, промывается и высушивается, а из полученного фильтрата выделяются нитраты или хлориды натрия, калия или аммония. Изобретения позволяют получить качественные продукты без отходов производства и дополнительных затрат. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 пр.

Использование: в производстве удобрений.

Изобретение относится к способу получения кислых фосфатов кальция (дигидрофосфата и гидрофосфата кальция) путем взаимодействия кислых или средних фосфатов натрия, калия или аммония с хлоридом или нитратом кальция.

Предлагаемый способ позволяет из хлорида или нитрата кальция, в том числе, являющихся отходами различных производств (в том числе удобрений), получить кислые фосфаты кальция, используя для этого кислые или средние фосфаты натрия, калия или аммония.

Цель изобретения: разработать способ получения кислых фосфатов кальция, которые являются ценным минеральным удобрением, используя для этого кислые или средние фосфаты натрия, калия или аммония и хлорид или нитрат кальция. Способ позволяет рекуперировать, а также повторно использовать отходы различных производств, содержащие хлорид или нитрат кальция.

Известно несколько различных многостадийных процессов получения кислых фосфатов кальция, используемых в качестве удобрений, каждый из которых имеет свои недостатки.

Действием серной кислоты на природную руду, содержащую фосфат кальция, в промышленности получают фосфорную кислоту [1], [2] из которой получают кислые фосфаты кальция. Основной недостаток сернокислотного способа получения фосфорной кислоты — это образование сульфата кальция (гипса), который находит весьма ограниченное применение, и поэтому чаще всего утилизируется путем захоронения.

Действием азотной кислоты на природную руду, содержащую фосфат кальция, получают смесь кислых фосфатов кальция. Добавлением к азотной кислоте сульфатов (аммония, калия) из реакционной системы выводится избыток ионов кальция в виде осадка сульфата кальция [3].

Замена серной кислоты на азотную кислоту позволяет избежать образования многотоннажного отхода — осадка сульфата кальция. В азотнокислом способе после отделения кислых фосфатов кальция избыток ионов кальция можно удалить за счет кристаллизации нитрата кальция при низкой температуре [4] или действием карбоната натрия или аммония получить нитрат натрия или аммония [5]. Необходимо отметить, что азотнокислый способ приводит к получению нитрата кальция или карбоната кальция. Нитрат кальция можно использовать как азотное удобрение, однако, при избытке атмосферных осадков, оно быстро вымывается из почвы, загрязняя нитратами грунтовые воды и открытые близлежащие водоемы.

Заменив азотную кислоту, на соляную кислоту, при производстве кислых фосфатов кальция [5], отходом будет хлорид кальция, который в качестве удобрения не используется.

Необходимо отметить, что наличие в природной руде, содержащей фосфат кальция, соединений железа и/или алюминия существенно осложняет или делает невозможным получение кислых фосфатов кальция азотнокислым и, особенно, солянокислым методом [5].

Наличие фторид-ионов в исходной руде, при ее переработке кислотным методом, требует коррозионной стойкой аппаратуры [5], что требует дополнительных затрат.

При использовании кислотного метода, особенно сернокислотного, при получении кислых фосфатов кальция из природной руды, часто не отделяют примеси: сульфат кальция, диоксид кремния, соединения железа и алюминия, что приводит к получению дешевых, но низкокачественных удобрений, содержащих пониженное содержание P(V) [5].

Известны также способы получения дикальций фосфата путем смешения фосфорной кислоты с известняком [6, 7]. Недостаток способа -необходимо сначала получить фосфорную кислоту, производство которой, как было сказано выше, сопровождается получением большого количества отходов.

Предлагаемый метод получения кислых фосфатов кальция позволяет решить указанные проблемы, используя при этом отходы производства.

Необходимо отметить, что средние фосфаты натрия, калия или аммония использовать сразу в качестве удобрений не рекомендуется из-за высокого, более 8, значения рН их водных растворов, которое негативно отражается на сельскохозяйственных культурах. В несколько меньшей степени это касается гидрофосфата натрия и калия.

Кислые или средние фосфаты натрия, калия или аммония взаимодействуют с хлоридом или нитратом кальция по уравнениям, например:

Реакции (1-4) приводят к получению кислых фосфатов кальция: дигидрофосфата кальция, Са(H₂PO₄)₂ (растворимость 18 г/л), и гидрофосфата кальция, CaHPO₄ (растворимость 0,2 г/л) [8]. Реакция (4) позволяет отказаться от использования азотной кислоты при применении фосфата натрия.

Образование умеренно растворимого дигидрофосфата кальция, Са(H₂PO₄)₂ происходит в интервале рН=1,5÷2,5, малорастворимого гидрофосфата кальция, СаНР0₄ в интервале рН=4,5÷6,0.

Синтетические кислые фосфаты кальция не содержат посторонних примесей — ионы железа, алюминия, фторид ионы и др.

При использовании кислых и среднего фосфата калия и нитрата кальция получают сразу два вида удобрений — малорастворимое и хорошо растворимое, содержащие необходимые для питания растений макроэлементы Р, N и K. При использовании кислых и среднего фосфата аммония и нитрата кальция получают кислые фосфаты кальция и нитрат аммония — удобрение, содержащее наиболее высокое содержание азота.

При получении дигидрофосфата кальция или гидрофосфата кальция используются водные растворы реагирующих веществ с массовой концентрацией от 1% масс. до концентрации, отвечающей получению насыщенного при температуре 0-100°С раствора. Реакцию получения дигидрофосфата кальция или гидрофосфата кальция проводят при температуре 0-100°С. Исходные реагирующие вещества смешиваются друг с другом согласно стехиометрии протекания соответствующих уравнений химических реакций, в частности, задаваемой реакциями (1)-(4), максимально допустимое отклонение от стехиометрии ±15%.

Осадок дигидрофосфата кальция или гидрофосфата кальция отделяют фильтрованием, фильтрат, содержащий нитрат или хлорид калия, натрия или аммония упаривается для получения соответствующих твердых веществ.

Таким образом, заявленный процесс позволяет получить дигидрофосфат кальция или гидрофосфат кальция из кислых и средних фосфатов натрия, калия или аммония и нитрата или хлорида кальция. Попутно образуются нитраты или хлориды натрия, калия или аммония, которые также используются в качестве удобрений.

200 мл раствора дигидрофосфата натрия с концентрацией 240 г/л смешали с 200 мл раствора нитрата кальция с концентрацией 164 г/л. Выпал осадок дигидрофосфата кальция, который отделили фильтрованием, промыли и высушили. Масса полученного осадка дигидрофосфата кальция равна 39 г. Фильтрат, содержащий нитрат натрия, упарили и получили 34 г нитрата натрия.

200 мл раствора гидрофосфата аммония с концентрацией 132 г/л смешали с 200 мл раствора нитрата кальция с концентрацией 164 г/л.

Выпал осадок гидрофосфата кальция, который отделили фильтрованием, промыли и высушили. Масса полученного осадка гидрофосфата кальция равна 27 г. Фильтрат, содержащий нитрат аммония, упарили и получили 32 г нитрата аммония.

1. Технология фосфорных и комплексных удобрений. / Под ред. Эвенчика С.Д. и Бродского А.А. — М.: Химия, 1987. — 464 с.

2. Технология минеральных удобрений / М.Е. Позин. 5-е изд. — Л.: Химия, 1983. — 335 с.

3. Почиталкина И.А., Филенко И.А., Кондаков Д.Ф., Сибирякова Е.М., Колесников В.А. Способ кислотной переработки бедного фосфатного сырья. Патент RU 2634948. Заявлено: 06.12.2016. Опубликовано: 08.11.2017 Бюл. №31

4. Кислотные методы переработки фосфатного сырья/ Е.Л. Яхонтова, И.А. Петропавловский., В.Ф. Кармышов, И.А. Спиридонова — М.: Химия, 1988. — 288 с.

5. Технология минеральных удобрений: учебное пособие / И.А. Петропавловский, Б.А. Дмитревский, Б.В. Левин, И.А. Почиталкина. — СПб.: Проспект Науки, 2018. — 312 с.

6. Способ получения дикальций фосфата. Володин П.Н., Сидоренкова Н.Г. Патент RU 2467988. Заявлено 5.4.11. Опубликовано 27.11.12. Бюл. №33.

7. Способ получения дикальций фосфата. Шарипов Т.Г., Мустафин А.Г. Патент RU 2461517. Заявлено 30.12.10. Опубликовано 20.9.12.

8. Краткий справочник по химии. Под редакцией академика АН УССР А.Т. Пилипенко. Киев, Наукова думка, 1987, с. 829.

1. Способ получения дигидрофосфата кальция, нитратов или хлоридов натрия, калия или аммония, используемых в качестве удобрений, отличающийся тем, что кислые и/или средние фосфаты натрия, или калия, или аммония в виде водного раствора с концентрацией от 1 мас.% до концентрации, отвечающей получению насыщенного при температуре 0-100°С раствора, смешиваются с раствором нитрата или хлорида кальция с концентрацией от 1 мас.% до концентрации, отвечающей получению насыщенного при температуре 0-100°С раствора, реакцию получения дигидрофосфата кальция проводят при температуре 0-100°С, после завершения реакции осадок дигидрофосфата кальция отделяется фильтрованием, промывается и высушивается, а из полученного фильтрата выделяются нитраты или хлориды натрия, калия или аммония.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что образование дигидрофосфата кальция проводят при рН 1,5÷2,5.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для получения дигидрофосфата кальция реагирующие вещества берутся в отношении не более ±15% от стехиометрии.

4. Способ получения гидрофосфата кальция, нитратов или хлоридов натрия, калия или аммония, используемых в качестве удобрений, отличающийся тем, что кислые и/или средние фосфаты натрия, или калия, или аммония в виде водного раствора с концентрацией от 1 мас.% до концентрации, отвечающей получению насыщенного при температуре 0-100°С раствора, смешиваются с раствором нитрата или хлорида кальция с концентрацией от 1 мас.% до концентрации, отвечающей получению насыщенного при температуре 0-100°С раствора, реакцию получения гидрофосфата кальция проводят при температуре 0-100°С, после завершения реакции осадок гидрофосфата кальция отделяется фильтрованием, промывается и высушивается, а из полученного фильтрата выделяются нитраты или хлориды натрия, калия или аммония.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что образование гидрофосфата кальция проводят при рН 4,5÷6,0.

6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что для получения гидрофосфата кальция реагирующие вещества берутся в отношении не более ±15% от стехиометрии.

Видео:Получение ГИДРОКСИДА КАЛЬЦИЯ Ca(OH)2. Растворение КАЛЬЦИЯ в ВОДЕ. Опыты по химии дома. ЭкспериментыСкачать

Соли фосфорной кислоты H₃PO₄

H₃PO₄ образует три ряда солей:

Как видно из реакций, приведенных выше, та или иная соль получается в зависимости от соотношения молярных масс реагирующих кислот и щелочей.

Средние соли фосфорной кислоты (фосфаты) нерастворимы в воде, за исключением аммония и фосфатов щелочных металлов. Кислые соли, наоборот, хорошо растворяются в воде, лучше всего — дигидрофосфаты.

Отличительной особенностью солей фосфорной кислоты является принципиально разный характер среды, образующейся в водных растворах средних и кислых солей в результате их гидролиза.

Гидролиз фосфата натрия Na₃PO₄

Основная ступень гидролиза фосфата натрия выражается следующей реакцией:
Na₃ PO₄ 3- + H₂O ↔ Na₂ HPO₄ 2- +Na OH —

Образующиеся ионы HPO₄ 2- очень слабо диссоциируют (см. выше диссоциацию фосфорной кислоты п.3), практически не подкисляя раствор, в таких условиях кислотность раствора определяется только гидроксид-ионами OH — , по этой причине водные растворы средних фосфатов имеют сильно щелочную среду.

Гидролиз гидрофосфата натрия Na₂HPO₄

Основная ступень гидролиза гидрофосфата натрия выражается следующей реакцией:
Na₂ HPO₄ 2- + H₂O ↔ Na H₂PO₄ — +Na OH —

Образующиеся ионы H₂PO₄ 2- диссоциируют достаточно хорошо (см. выше диссоциацию фосфорной кислоты п.2), нейтрализуя значительную часть гидроксид-ионов OH — , по этой причине водные растворы гидрофосфатов имеют слабощелочную среду.

Гидролиз дигидрофосфата натрия NaH₂PO₄

В растворах дигидрофосфатов наряду с гидролизом идет процесс диссоциации дигидрофосфат-ионов:
Na H₂PO₄ — + H₂O ↔ H₃PO₄ +Na OH —
H₂PO₄ — ↔ H + +HPO₄ 2-

Примечательно, что второй процесс превалирует над первым, по этой причине, все гидроксид-ионы OH — , являющиеся продуктом гидролиза, полностью нейтрализуются продуктами диссоциации — катионами водорода H + , которых присутствует в растворе в избытке, что и объясняет слабокислый характер среды растворов дигидрофосфатов.

Видео:ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ: Химическое Количество Вещества, Моль, Молярная Масса и Молярный ОбъемСкачать

Применение фосфатов

Соли фосфорной кислоты находят широчайшее применение в современной стоматологии и ортопедии, в бытовой химии:

Апатит Ca₅(OH)(PO₄)₃ — важнейший компонент зубов и костей. Зубной кариес является результатом химической реакции фосфата с кислой средой в ротовой полости (кислоты содержатся в пище, а также образуются в результате жизнедеятельности микроорганизмов, находящихся во рту).

Фтор, входящий в состав зубной пасты, способствует образованию на зубах тонкого слоя фторапатита, более устойчивого к негативному действию кислот:
Ca₅(OH)(PO₄)₃+F → Ca₅F(PO₄)₃+OH —

Современные пломбировочные материалы, применяющиеся в стоматологии, содержат труднорастворимые фосфаты алюминия и цинка (AlPO₄, Zn₃(PO₄)₂), которые являются очень устойчивыми к действию кислот.

В последнее время соли фосфорной кислоты стали использоваться в ортопедии для восстановления сломанных костей — специальная паста, в состав которой входят дигидрофосфат кальция, фосфат натрия, фосфорит вводится в место перелома кости, формируя в течение нескольких минут сломанный участок — по мере сращения кости искусственная кость замещается естественной костной тканью.

Натриевая соль трифосфорной кислоты нашла применение в моющих средствах, которые используются для смягчения жесткой воды — ионы магния и кальция связываются трифосфорной кислотой, и не взаимодействуют с анионами мыла.

Если вам понравился сайт, будем благодарны за его популяризацию 🙂 Расскажите о нас друзьям на форуме, в блоге, сообществе. Это наша кнопочка:

Код кнопки:
Политика конфиденциальности Об авторе

📹 Видео

Синтез гидроксида кальция и проведение с ним опыта! [ChemistryToday]Скачать

Расстановка Коэффициентов в Химических Реакциях // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Получение Карбоната Кальция - чистого мела. CaCO3.Скачать

Химические уравнения. СЕКРЕТНЫЙ СПОСОБ: Как составлять химические уравнения? Химия 8 классСкачать

18. Оксид и гидроксид кальция Свойства и применениеСкачать

ОВР и Метод Электронного Баланса — Быстрая Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Химические связи и кристаллические решеткиСкачать

Самый *ПРОСТОЙ* способ ПОЛУЧИТЬ ГИДРОКСИД КАЛИЯСкачать

Опыты с гидроксидом кальцияСкачать

Уравнивание реакций горения углеводородовСкачать

Как ЛЕГКО понять Химию с нуля — Массовая доля вещества // ХимияСкачать

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ ХИМИЯ 8 класс // Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать

Задание 8 в ЕГЭ по химииСкачать

Разбор 32 задания ЕГЭ по химии | Hoxward 2020Скачать

Количество вещества. Моль. Число Авогадро. 8 класс.Скачать

Химия 9 класс (Урок№16 - Фосфор. Аллотропия фосфора. Свойства фосфора. Оксид фосфора(V).)Скачать